Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg

Es ist soweit: In einer Tiefe von 1.300 Meter konnte unser Projektteam Thermalwasser in einer zirka 130 Meter mächtigen Gesteinsschicht nachweisen. Die wasserführende Sandsteinschicht ist rund 45 Millionen Jahre alt und war ursprünglich der Strandbereich der jungen Nordsee. Erste Fördertests haben die Durchlässigkeit des Sandsteins bestätigt, sodass jetzt die zweite Bohrung erfolgt.

Im Rahmen des wissenschaftlichen Begleitprogramms mesoTherm wurden mehrere Meter lange Gesteinsproben, sogenannte Bohrkerne, in unterschiedlichen Gesteinsschichten entnommen. Diese haben auch gezeigt, dass in Sandsteinschichten in über 3.000 Meter Tiefe keine ausreichenden Thermalwasservorkommen zur geothermischen Nutzung zu erwarten sind. Die Sandsteinschicht in 1.300 Meter Tiefe hat sich dagegen als besonders mächtig erwiesen. Sie wurde daher anhand von Bohrkernen und hydraulischen Tests erstmalig auf ihr geothermisches Potenzial untersucht.

In einer Tiefe von 1.300 Metern ist generell mit einer Thermalwasser-Temperatur in einer Bandbreite von 45-50 Grad Celsius zu rechnen.

Unser Projektteam arbeitet zurzeit an verschiedenen technischen Lösungen, die auch den Einsatz von Wärmepumpen berücksichtigen – mit abschließenden Ergebnissen ist im Herbst dieses Jahres zu rechnen.

Rückblick: Die wichtigsten Stationen der Erkundungsbohrung

Wir hatten kürzlich hohen Besuch auf dem Bohrplatz: Ein Filmteam der „Sendung mit der Maus“ war zu Gast!

Für den TV-Kinderklassiker werden verschiedene Beiträge zu erneuerbaren Energien gedreht, und in einer dieser Sendungen wird es um Geothermie gehen. Dafür war das Filmteam europaweit unterwegs. Den Kindern wird darin erklärt, was Erdwärme ist und wie sie für die Energiegewinnung genutzt werden kann. Unsere Bohranlage in Wilhelmsburg dient als konkretes Beispiel, dass auch in Deutschland das Potenzial der Erdwärme zukünftig genutzt werden soll!

Die Sendung wird voraussichtlich im Juli ausgestrahlt. Derweil prüft unser Projektteam weiterhin das Geothermie-Potenzial der Erkundungsbohrung.

Nachtrag: Der Beitrag zur Geothermie bei der „Sendung mit der Maus“ ist online und kann hier angesehen werden! (Das TV-Team vom WDR war bereits im Mai bei uns auf dem Bohrplatz in Hamburg-Wilhelmsburg und hat gedreht – unser Fokus hat sich in der Zwischenzeit verlagert und wir untersuchen jetzt eine aussichtsreiche Sandsteinschicht in zirka 1.300 Meter Tiefe auf ihr geothermisches Potenzial.)

Bereits in einer Tiefe von 3.000 Metern hat unser Team aus Bohrspezialisten und Geologen eine Sandsteinschicht erreicht, die geothermisch nutzbar sein könnte. Um das Potenzial dieser Schicht besser einschätzen zu können, wurde heute ein Bohrkern zutage gefördert. So werden die zylindrischen Gesteinsblöcke genannt, die durch das sogenannte Kernbohren gewonnen werden und mehr über die Beschaffenheit der Gesteinsschicht verraten.

Die geologischen Experten des begleitenden Forschungsprogramms mesoTherm werden nun die etwa 13 Meter lange Gesteinsprobe im Labor genau untersuchen – ihre Analyse wird zeigen, wie porös und durchlässig der Sandstein ist und ob sich diese Gesteinsschicht für die Tiefengeothermie eignet. Die Analyse und mögliche folgende Fördertests werden mehrere Wochen dauern.

Auch mitteltiefe Geothermie wird überprüft

Außerdem haben unsere Experten eine weitere mächtige Schicht in einer Tiefe von ca. 1.300 Metern identifiziert, die Thermalwässer führen könnte. Nach ersten Schätzungen könnten die Temperaturen der Thermalwässer dort zwischen 50 und 60 Grad Celsius liegen; über Wärmepumpen könnten sie auf eine netztaugliche Vorlauftemperatur von 80 Grad Celsius gebracht werden. Diese Möglichkeit der mitteltiefen Geothermie will unser Projektteam überprüfen.

„Wir verfolgen jetzt zusammen mit der Analyse der tieferliegenden Gesteinsschicht zwei Ansätze, um aus unserer Erkundungsbohrung erneuerbare Erdwärme für die nachhaltige Wärmeversorgung in Wilhelmsburg nutzbar zu machen.“

michael prinz, geschäftsführer der hamburger energiewerke

Mittlerweile sind wir bei der Bohrung ins Zeitalter des Lias vorgedrungen – der Name kommt aus dem Englischen layers (Schichten) oder dem Gallischen leac (Steinplatte). Lias bezeichnet die erdgeschichtliche Periode vor ca. 206-180 Mio. Jahren.
Mit einer Tiefe von deutlich mehr als 2.500 Metern kommen wir unserem Zielreservoir immer näher.

Leider können wir nicht mit Fotos und Videoaufnahmen aus dem Erdinneren aufwarten. Aber dieser Bohrmeißel hat schon alles gesehen: Es ist ein sogenannter PDC-Meißel, der bei der Bohrung unter anderem zum Einsatz kommt. PDC steht für Polycristalline Diamond Cutter.

Der Name verrät es schon: Besetzt sind die sechs sogenannten Rippen mit Industriediamanten, widerstandsfähig genug, um sich auch durch sehr harte Gesteinsschichten bohren zu können.

Mit zunehmender Tiefe verringert sich der Durchmesser des Bohrlochs. Die Bohrmeißel, die zum Einsatz kommen, werden deswegen auch immer kleiner.

Der Bohrmeißel ist am unteren Ende des rotierenden Bohrstranges montiert und zerkleinert das Gestein.  Durch die Spülung wird dann das sogenannte Bohrklein nach oben transportiert und noch vor Ort von den Geologen analysiert.

Auf dem Bild rechts erkennt man gut in der Mitte eine der Düsen, aus der während der Bohrung die Bohrspülung tritt.

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Bei unserer Bohrung werden regelmäßig, alle fünf bis zehn Meter, Proben entnommen und noch vor Ort untersucht. So lässt sich genau bestimmen, in welcher Gesteinsschicht sich die Bohrung gerade befindet. Die Information ist sehr hilfreich, um die Bohrung sicher in das Zielreservoir zu führen.  

In einem Container auf dem Bohrplatz zeigt ein Mitarbeiter, der sogenannte Mud-Logger, das anhand der angetroffenen Gesteine erstellte Schichtprofil.

Neben Gesteinsproben können auch Mikrofossilien viel Aufschluss über die Erdschichten unter unseren Füßen geben. Sie sind nur zwischen drei Hundertstel Millimeter und einem Millimeter groß. Als Mikrofossilien werden Fossilien von Mikroorganismen und mikroskopisch kleine fossile Reste größerer Lebewesen bezeichnet.

Mikropaläontologen untersuchen die winzigen Fossilien, die mit dem Bohrklein an die Oberfläche gespült werden. Sie können dem Projekt wie auch den Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen wertvolle Informationen über das erdgeschichtliche Alter der erbohrten Gesteine geben.

Eine Besonderheit im Projekt: Die Rolle der Forschung

Dass Mikropaläontologen direkt vor Ort auf dem Bohrplatz dabei sind, ist eine Besonderheit von unserer Bohrung in Wilhelmsburg. Zum einen unterstützen sie uns direkt vor Ort bei unseren Bohraktivitäten. Zum anderen stellen wir ihre Erkenntnisse den Kolleginnen und Kollegen für ihre wissenschaftliche Begleitforschung zur Verfügung. Die wissenschaftliche Begleitforschung spielt im Projekt IW³ – Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg – von dem die Geothermie-Bohrung zentraler Bestandteil ist, grundsätzlich eine wichtige Rolle. Denn die gewonnenen Erkenntnisse aus unserem Projekt lassen sich auch für mögliche weitere Geothermieprojekte im norddeutschen Raum nutzen.

Genau das ist das Ziel des Verbundvorhabens mesoTherm. Prof. Dr. Inga Moeck, Professorin für Angewandte Geothermik und Geohydraulik, und Dr. Matthias Franz von der Georg-August-Universität Göttingen erzählen in den Videos von ihrer Arbeit für das Projekt:

Wir kommen gut voran – und haben kürzlich schon eine Tiefe von 2.000 Metern erreicht! Mit unseren Erkenntnissen aus der laufenden Erkundungsbohrung und begleitenden Messungen gleichen wir kontinuierlich das erwartete geologische Schichtenprofil mit den tatsächlichen Gesteinsschichten ab. Seit den letzten ca. 200 Metern bohren wir nun durch die Gesteinsschichten der Oberkreide: Dieser Abschnitt der Erdgeschichte reicht 100 bis 66 Mio. Jahre zurück.

Stimmen zum Projekt: Die Projektleiterin Geothermie

Wer steckt eigentlich hinter dem Projekt? Im Video erzählt die Geologin und Projektleiterin Geothermie bei der HEGeo, Kerstin Müller, von ihren vielfältigen Aufgaben bei dem Bohrvorhaben, was sie motiviert und welche Herausforderungen zu meistern sind:

Ein gutes Drittel der ersten Bohrung ist geschafft – in 1.100 Metern Tiefe wurde das geplante Ende der nächsten Bohrsektion, die sogenannte Absetzteufe, erreicht. Während die ersten 200 Meter eher durch Sande und kiesiges Gestein geprägt waren, musste sich der Bohrer anschließend durch immer tonigere Schichten und mächtige Abfolgen von Tonmergel arbeiten. Nach dem planmäßigen Bohrstopp wurde das Bohrgestänge wieder ausgebaut. Nun folgen Messungen im Bohrloch und dann werden erneut Rohre eingebaut und zementiert, sodass alles bestens vorbereitet ist für die kommende Bohrsektion.

Nachdem unter großem Medieninteresse die Bohrung am vergangenen Donnerstag startete, wurde mittlerweile schon eine Tiefe von 216 Metern erreicht. Wie erwartet stieß der Bohrer in ca. 207 Metern Tiefe auf den sogenannten Hamburger Ton. „Alles verläuft wie geplant, wir sind sehr zufrieden“, sagen unsere Bohrungsgeologen. Nach genauer Vermessung des Bohrlochs mit speziellen Sonden wurden die Rohre eingebaut und einzementiert, damit sie fest mit dem Untergrund verbunden sind. Sobald der Zement ausgehärtet ist, wird weiter gebohrt.

Es ist ein Meilenstein für die Hamburg Energie Geothermie GmbH, das Projekt IW³ mit allen Projektpartnern und nicht zuletzt: die Zukunft der Wärmeversorgung in Hamburg. Heute wurde im Beisein von Michael Pollmann, Staatsrat für Umwelt, Klima, Energie und Agrarwirtschaft, dem Geschäftsführer der Hamburger Energiewerke, Michael Prinz, und Ingo Hannemann von HAMBURG WASSER das Startsignal für die erste Bohrung gegeben.

„Tief in der Erde unter Hamburg schlummert ein energetischer Schatz. Diesen wollen wir nun zu bergen beginnen. Die Tiefengeothermie, für die wir heute in Hamburg den Startschuss geben, bietet beachtliche Potenziale zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung.
Wir zeigen damit einmal mehr, wie Hamburg den Kohleausstieg umsetzt, wie wir die Steinkohle in Wedel durch eine Vielzahl sauberer Quellen ersetzen und damit auch neue Technologien voranbringen.“

Michael Pollmann, Staatsrat für Umwelt, Klima, Energie und Agrarwirtschaft

Ziel unseres Projektes ist es, zunächst in Wilhelmsburg zu einer umweltfreundlichen und nachhaltigen Wärmeversorgung beizutragen und darüber hinaus als Blaupause zu dienen, die auch von weiteren Städten und Gemeinden in Norddeutschland für die eigene Wärmewende umgesetzt werden kann. 

Michael Prinz, Geschäftsführer Hamburger energiewerke gmbh

Michael Prinz, Michael Pollmann und Ingo Hannemann (v.l.n.r) geben das Startsignal für den Bohrbeginn

Pressetermin zum Bohrstart

Die letzten Vorbereitungen vor dem Bohrstart

In den vergangenen Tagen wurden die letzten Bohrturmsegmente montiert. Um den straffen Zeitplan halten zu können, wurde im Schichtbetrieb gearbeitet.

Auf dem Bohrplatz an der Alten Schleuse herrscht Hochbetrieb: Bis Anfang nächster Woche werden insgesamt rund 70 Transporter erwartet, die einzelne Teile der Bohranlage liefern. Viele Transporter haben einen langen Weg aus Österreich hinter sich, ihre genauen Ankunftszeiten in Hamburg-Wilhelmsburg lassen sich nur schwer vorhersagen. Für den Ablauf auf dem Bohrplatz bedeutet das eine logistische Herausforderung.
Doch bislang klappt alles reibungslos – und seit heute steht auch der Bohrmast!

Was zuvor geschah …

Fortschritt in nur zwei Tagen: Vorher – nachher